Dichtereduzierte LSR-Mikroteile

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Auf der K 2019 zeigt Babyplast Exponate aus dem Bereich Mikrospritzgießen – unter anderem einen Stopfen aus Flüssigsilikon (LSR).

Der Stopfen aus LSR mit einem Teile- und Schussgewicht von 0,75 g dient als Beispielprodukt einer dichtereduzierten LSR-Mikroproduktion. Vergleichbare Produkte werden als Gehörschutz oder als Stopfen für Schwimmer verwendet. Dabei handelt es sich um ein Gemeinschaftsprojekt mit dem Anwendungszentrum Kunststoffverarbeitung Unipace der Universität Kassel. Industriepartner sind neben Babyplast die 2 Komponenten Maschinenbau, Marienheide, und Werkstoffanbieter CHT.

Die Mikrospitzgießmaschine Babyplast 6/10 PT LSR mit integrierter LSR-Prozessgestaltung. Foto: Babyplast

Als Spritzgießmaschine kommt eine horizontal arbeitende Babyplast 6/12PT LSR zum Einsatz. Das 1-fach Werkzeug der Uni Kassel verfügt über eine Direktanspritzung. Teilegewicht ist gleich Schussgewicht: Der Artikel wird direkt über die Nadelverschlussdüse der Maschinen angespritzt und ist dadurch angusslos. Das Material ist ein Alpa-LSR 450201 von CHT.

Mikrosphären werden vor der Spritzgießverarbeitung zugesetzt

„Dichtereduziertes Vulkanisieren bedeutet: Für das Schäumen wird dem LSR ein sehr geringer Anteil (kleiner 3 Gewichts-%) an Mikrosphären Unicell MS 140 DS von Tramaco zugefügt“, erklärt Dr. Ralf-Urs Giesen, Geschäftsführer von Unipace. Dazu werden die Mikrosphären einer der beiden LSR-Komponenten bereits vor der Spritzgießverarbeitung zugesetzt.

Die Misch- und Dosieranlage Silcostar Mini von 2 Komponenten Maschinenbau fördert und dosiert die beiden Komponenten A + B im Mischungsverhältnis 1 : 1. Anschließend homogenisiert ein Statikmischer die Mikrosphären des Materials an der Babyplast-Spritzgießmaschine. Das LSR-Gemisch wird auf dem Förderweg bis in den Maschinenkolben aktiv gekühlt.

Die Dosierung übernimmt die Steuerung der Babyplast Maschine. Sie ist dazu unter anderem mit einer pneumatisch betätigten Längsnadel-Verschlussdüse zum Werkzeug hin ausgerüstet. Beim Schließen des Spritzgießwerkzeugs wird über eine Pumpe die Kavität evakuiert. Beim Einspritzvorgang öffnet die Maschinendüse und der Spritzkolben verdrängt das aufdosierte LSR-Gemenge über die wassergekühlte Düse in das elektrisch beheizte Spritzgießwerkzeug. Nach der volumetrischen Füllung schließt die Nadel die Kavität hermetisch ab. Die Vulkanisation im Werkzeug erfolgt bei einer vergleichsweise niedrigen Temperatur von ca. 150 °C.

LSR-Produktion: Gleichgewicht zwischen der Expansion und Vernetzung

Dr. Ralf-Urs Giesen, Geschäftsführer von Unipace: „Mit der LSR-Mikroproduktion auf einer Babyplast 6/10PT LSR wollen wir zeigen, wie einfach und vor allem wirtschaftlich eine dichtereduzierte LSR-Produktion sein kann.“ Foto: Unipace

Die Mikrosphären erhalten so eine längere Zeit zum Expandieren. „Die Aufgabenstellung unserer LSR-Produktion ist klar definiert: Bei diesem Prozess muss ein Gleichgewicht zwischen der Expansion und der Vernetzung gefunden werden. Bestenfalls kann hier eine Gewichtsersparnis von bis zu 50 % erzielt werden“, so Giesen.

Nach Ablauf der Vulkanisation öffnet das Werkzeug und der fertige Stopfen wird mittels eines Auswerfers im Werkzeug im freien Fall entformt. Die Stopfen sind auch ohne Nachbehandlung wie Tempern etc. sofort gebrauchsfertig. Giesen: „Mit der LSR-Mikroproduktion auf einer Babyplast 6/12PT LSR wollen wir zeigen, wie einfach und vor allem wirtschaftlich eine dichtereduzierte LSR-Produktion sein kann.“

sk

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